31.3.2011
Biofeedback
PhDr. Václava Tylová Pro účely výcvikového kurzu 2007-2012 16.1.2011 Vápenný Podol
Biofeedback - biologická zpětná vazba Skupina léčebných postupů využívající elektronické přístroje, které jsou určené na měření, zpracování a zpětné informování (ve formě vizuální a zvukové) Cílem je naučit se kontrolovat fyziologické procesy, které jsou mimovolní (EEG, TT, TK, P, kožní odpor) Nejprve pomocí signalizace Později přes vnitřní psychofyziologické podněty Pozn.: Biofeedback je navozování budoucího, učíme se sice ze zpětné informace, ale tu používáme k tréninku cílového stavu. Učení biofeedbackem má směr dopředu (feed forward), tlak uplynulého se operantním učením mění v tah cílového.
Druhy biofeedbacku Druhy biofeedbacků: EEG biofeedback (neurofeedback) HRV biofeedback (heart rate variability, tj. změna srdcové frekvence, odráží flexibilitu fungování ANS) EMG biofeedback (svalový tonus) EDR biofeedback (kožní odpor) PST biofeedback (tělesná teplota) HEG biofeedback (hematoencefalografický)
EEG biofeedback v KBT SPOUŠTĚČ
MYŠLENKY
EMOCE
BLUDNÝ KRUH
TĚLESNÉ PŘÍZNAKY
CHOVÁNÍ DŮSLEDKY
EEG biofeedback(neurofeedback) Neinvazivní metoda poskytující klientovi informaci o jeho
mozkové aktivitě ( v jemu srozumitelné podobě), kterou se pak učí ovládat Metoda založená na principu operantního podmiňování a učení obecně. Dle Thondrikeho zákona efektu: je-li chování odměněno, pravděpodobnost jeho opětovného výskytu se zvýší. Náročnost tréninku se stupňuje a pac. Je nucen podávat stále lepší výkon a přibližuje se stanovenému cíli – shaping (tvarování), uplatňují se transfer, klasické podmiňování a generalizace Z hlediska psychoterapie má nejblíže ke kognitivně behaviorálním přístupům
Historie EEG BFB Poprvé se myšlenka EEG biofeedbacku zrodila v 60. letech 20. století ( Skinner, 1955) Prvenství je připisováno Joeovi Kamiyovi, který prokázal, že pokud člověk dostává informace o své mozkové aktivitě, je schopen naučit se rozpoznávat své mentální stavy a po určité době mozkovou aktivitu regulovat (zvyšovat alfa aktivitu) Na Kamiyu navazují další badatelé s výzkumy operantního podmiňování alfa aktivity (Engstrom et al., 1970, Mills a Solyom, 1974 aj.), spojené se zkoumáním změněného stavu vědomí (Budzynski)
1
31.3.2011
Historie EEG BFB
EEG BFB – 2. proud
Po počátečním nadšení se setkal s kritikou a skepticismem
M. Barry Sterman (UCLA) a jeho práce o operantním podmiňování SMR (senzomotorický rytmus, 12- 15 Hz)
Tehdejší poznání nebylo schopno poskytnout odpověď na otázky týkající se efektivity, některé studie došly k protichůdným závěrům (Plotkin, 1979)
Prováděl výzkum účinku hydrazinu (raketové palivo mající epileptogenní účinek)
V negativním slova smyslu byl spojován se změněnými stavy vědomí (Budzinski) EEG BFB se dočkal renesance až v 90. letech díky úspěšné léčbě chronických alkoholiků Penistonem a Kulkovským (1989)
Trénink SMR Sterman a jeho kolegové následně prokázali vyšší záchvatovitý práh po tréninku SMR i u člověka Toto zjištění se začalo využívat u epileptiků (Sterman, 1972) Joel Lubar (Stermanův žák) využil zklidňujícího vlivu tréninku na motoriku . Zvyšováním SMR a potlačováním theta aktivity dosáhl u dětí s ADHD signifikantního zlepšení pozornosti a motorického zklidnění (Lubar a Shouse, 1976) ADHD (spolu s ADD) je nejčastější a nejprobádanější indikací EEG biofeedbacku
Některá pokusná zvířata (kočky), která k tomuto pokusu použil, učil předtím v jiném experimentu zvyšovat SMR (Wyricka, Sterman, 1968). Tyto trénované kočky byly odolnější vůči hydrazinu, než kočky netrénované
Rozvoj výpočetní techniky Pro rozšíření EEG BFB byl významný rozvoj výpočetní techniky zejména pro možnost kvantitativního zpracování EEG záznamu (QEEG), lze tak získat další informace pro: diagnostiku a plánování tréninku ( existují referenční databáze, které poskytují možnost srovnání s populací- viz Lubar, 2003) provádění nových typů tréninku ( např. Loreta BFB, Congedo, 2004) výzkum efektivity EEG biofeedbacku
Jak se provádí
Jak se provádí
Elektrická aktivita mozku je snímána pomocí elektrod umístěných na skalpu podle mezinárodního systému 10-20 (Jasper, 1958)
Zpravidla se používá tzv. referenční zapojení, při kterém je snímána elektrická aktivita jednou, tzv. aktivní elektrodou a druhá elektroda , tzv. referenční, je umístěna tam, kde se elektrická aktivita nepředpokládá (ušní lalůček), třetí elektroda je tzv. uzemňovací Existují ještě další zapojení, bipolární zapojení (srovnává elektrickou aktivitu ze dvou míst na skalpu, co je společné se odečte a zesílí se pouze rozdíl), trénink vhodný při úpravě parametrů na více místech
2
31.3.2011
Jak se provádí
Jak se provádí
Elektrický signál je mnohonásobně zesílen (100.000 – 1.000 000 krát) a převeden do digitální podoby, v PC pak zpracován pomocí spektrální analýzy
Na obrazovce pacienta běží PC hra, kterou klient hraje a je v ní
Na terapeutově PC se elektrická aktivita mozková zobrazuje v analogické a digitální podobě, tj. je zobrazena v jednotlivých frekvenčních pásmech zvlášť Terapeut může jednotlivé parametry nastavovat: mění u zvolených frekvenčních pásmech výšku amplitudy, kterou má nebo naopak nemá klient překročit
úspěšný podle toho, jak odpovídá snímaná mozková aktivita požadavkům nastaveným terapeutem Pokud klient kritéria splňuje, hra se daří (Např. auto jede na silnici vpravo), klient dostane bod, který vidí, slyší. Pokud ne, hra nejde (např. auto jede vlevo nebo se zastavuje), nedostává body, pro klient a je to výzva, že musí něco změnit ( zpočátku veden terapeutem, později již sám) Proces je vnitřní experimentací a je přirovnávám k učení se motorickým dovednostem (Abarbanel, 1995)
Jak se provádí
Jak se provádí
Klient se postupně naučí žádoucí stav poznat, navozovat a
udržovat, později se proces zautomatizuje Aby byl trénink efektivní, jsou zapotřebí desítky sezení, údaje kolik se různí, záleží na mnoha faktorech, diagnóze, stupni postižení, věku klienta apod. O frekvenci sezení jsou méně přesné informace, Laibow např. uvádí, že je zapotřebí trénink provádět alespoň 3x týdně Mezi tréninky je důležitý spánek (údajně, protože během spánku vykazuje aktivita hipokampu stejné frekvenční vzorce a předpokládá se, že tak přepisuje informace do kůry, Wilson a McNaughton, 1994, in Abarbanel, 1999)
Orientační vymezení frekvenčních pásem v EEG biofeedbacku • Delta (0,5 – 4 Hz) • Theta (4 – 8 Hz) • Alfa (8 -12 Hz) • SMR (12 – 15 Hz) • Beta (15 – 18 Hz) • Beta 2 (22 – 30 Hz)
(Pozn.: Hz - počet kmitů za sekundu)
• Při EEG biofeedback se nejčastěji aplikuje trénink zvyšující poměr mezi SMR a beta aktivitou na jedné straně a pomalými aktivitami na straně druhé (tj. SMR a beta se zvyšuje, pomalé aktivity se snižují) • Současně se inhibuje beta2 (22 -30Hz), která je spojena se svalovým napětím • Elektrody se umisťují centrálně (C3-C4), vlevo se zpravidla posiluje frekvence o něco vyšší než vpravo • Významnější než amplitudy, které závisejí i na jiných proměnných , jsou jejich poměry
Mentální koreláty EEG pásem Delta aktivita (nejpomalejší) dominuje v raném dětství a v dospělosti v hlubokém synchronním spánku, zvýšeně se vyskytuje u některých poruch učení a při poškození mozku (lokalizovaně či generalizovaně) Theta aktivitu nalézáme fyziologicky ve spánku a u dětí předškolního věku, v dospělosti je spojena s ospalostí a „odpojením od vnějšího světa“, ve zvýšené míře se vyskytuje u psychotických stavů či poškození mozku a je dávána do souvislosti s kreativním myšlením v hypnagogickém stavu (Thompson a Thompson, 2003)
3
31.3.2011
Mentální koreláty EEG pásem Alfa dominuje při zavřených očí u 90% dospělých, při otevřených očí u dětí od 9 do 11 let, při denním snění a meditaci (Thompson a Thompson, 2003). Je spojena s bdělým , relaxovaným stavem bez zaměřené pozornosti. Bývá ji méně u úzkostných lidí a u stavů spojených se stresem.
Tréninkový model podle Michaela a Lyndy Thompsons Beta aktivitu (15-18 Hz) je třeba podporovat, chceme-li zvýšit sympatický tonus SMR aktivitu (12-15 Hz) naopak, pokud chceme dosáhnout posunu opačným směrem Odměňováním alfa aktivity v pásmu 11 - 13 Hz trénujeme schopnost odpovídat na široké spektrum změn v prostředí Posílení SMR v centrální oblasti pravé hemisféry stabilizuje emoce, redukuje úzkost a napětí, snižuje impulsivitu, zvyšuje klid a schopnost reflexe před odpovědí (vpravo se také lokalizuje trénink pacientů s Aspergerovým syndromem)
Prinicip EEG biofeedbacku a mechanismus účinku Základním mechanismem EEG BFB je operantní podmiňování Na neurobiologické úrovni je podkladem učení neuromodulace a dlouhodobá potenciace, která je již spojena s anatomickými změnami na úrovni neuronálních membrán Hlavním generátorem mozkových rytmů je thalamus Thalamokortikální neurony jsou schopny převádět informace z nižších center (senzorické a nespecifické, aktivační z retikulární formace) do kůry nebo mohou tomuto přenosu bránit tím, že oscilují autonomně (6-10 Hz).
Mentální koreláty EEG pásem Pásmo beta se rozlišuje na SMR, beta 1 a beta2 SMR je specifická aktivita vřeténkového tvaru vyskytující se
centrálně. Je spojena s motorickým klidem, aktivní myslí a pozorností obrácenou navenek. Bývá snížena u poruch pozornosti, poruch nálady, OCD, strachu, chronické bolesti a poruch spojených se stresem (Laibow, 1999) Beta 1 (většinou označována jako beta) je spojována s řešením problému a pozorností zaměřenou k vnějšímu světu (Thompson a Thompson, 2001) Beta 2 je spojena se zvýšeným psychofyziologickým nabuzením a bývá přítomna např. u stavů úzkosti, při přemítání o starostech
EEG biofeeback jako metoda EEG BFB lze kombinovat s KBT technikami (expozice, systematická desenzitizace), relaxačními technikami a imaginací EEG BFB lze využít jako pomocnou metodu při psychodynamicky zaměřené psychoterapii Psychodynamické směry využívají alfa theta tréninku (nejprve se zvyšuje alfa, v druhé části theta), který umožňuje přístup k traumatickým zážitkům tím, že je blokován kritický cenzor levé hemisféry a obsahy zakódované v pravé hemisféře se mají možnost projevit (poté mohou být zpracovány netraumaticky)
Prinicip EEG biofeedbacku a mechanismus účinku Podobná, i když zřejmě ne tak významná, centra schopná autonomní oscilace jsou i v limbickém systému (Abarbanel, 1999). Thalamická i limbická centra jsou ovlivňována neuromodulačními vstupy. Ty prostřednictvím vlivu na charakteristiky postsynaptických membrán rozhodují o tom, zda thalamokortikální neurony přepojí informace do kůry nebo zda budou oscilovat nezávisle vlastním rytmem. Autonomní oscilace thalamokortikálních neuronů se na úrovni kůry projevují jako alfa aktivita.
4
31.3.2011
Prinicip EEG biofeedbacku a mechanismus účinku Sterman (1994, in Othmer et al., 1999) se domnívá, že elektrická aktivita měřitelná na skalpu je ovlivňována třemi systémy korové kontroly nad thalamickými generátory (vigilance, kognitivní integrace, senzomotorická integrace): Alfa aktivita se vyskytne při absenci kognitivní kontroly, SMR po vyřazení senzomotorické kontroly a Theta po odejmutí vigilace
Prinicip EEG biofeedbacku a mechanismus účinku Lubarův model (1997) naopak vysvětluje výskyt jednotlivých frekvenčních pásem pomocí rezonancí mezi kortikálními kolumnami (skupiny asi 10 000 neuronů zahrnující všech 6 vrstev kortexu a mající přísně vymezenou thalamickou aferentaci – Faber, 2001) na úrovni lokální (probíhá mezi sousedními kolumnami,
produkuje velmi rychlé frekvence – nad 30 Hz),
regionální (mezi kolumnami vzdálenými několik centimetrů,
jejich výsledkem je alfa a pravděpodobně i beta aktivita) a globální (mezi vzdálenými korovými oblastmi, jsou odpovědné za delta a theta aktivitu).
Rezonanci lze dobře vysvětlit pomocí analogie z oblasti hudby, kdy se k základní frekvenci (zde ji udává thalamický generátor) přidávají frekvence harmonické tvořící témbr.
SMR
EEG biofeedback
SMR snímaný na skalpu je výslednicí interakce thalamokortikálních neuronů, neuronů retikulárního jádra thalamu a senzomotorické kůry, při produkci SMR jsou příslušné thalamokortik. neurony hyperpolarizované SMR je spojeno se snížením přenosu somatosenzorických podnětů a poklesem svalového tonu Výsledkem operantního podmiňování SMR a podkladem klinického účinku má být zvýšení excitačního prahu thalamokortikál. somatosenzorických a somatomotorických cest
EEG biofeedback je výzvou k navození nového rovnovážného stavu: EEG BGB poskytuje mozku, který je plný zpětnovazebných okruhů, další vnější zpětnou vazbu Jejím zásahem je narušena rovnováha dosud fungujícího podle starých stereotypů a systém musí změnit chování • Změny po EEG BFB jsou relativně trvalé, což předpokládá, že mozek je dostatečně plastický (Abarbanel, 1995) • Plasticitu zajišťují neuromodulace a dlouhodobá potenciace
Indikace EEG biofeedbacku Původní indikací EEG biofeedback v pojetí Joe Kamiy a prací na něho navazujících byly úzkostné poruchy. EEG BFB se ale rozšířil v návaznosti na Stermanovy práce o epilepsii, v současnosti je nejčastější indikací ADHD/ADD. Obecně lze typy tréninku rozdělit na: Terapeutické Kondiční
Indikace a efektivita EEG BFB Thompsonovi (2003) vyšli z kritérií pro hodnocení efektivity
EEG biofeedbacku doporučovaných americkou Asociací pro aplikovanou psychofyziologii a biofeedback (LaVaque et al., 2002) a považují EEG biofeedback za účinný v léčbě záchvatovitých poruch a ADD/ADHD. Za pravděpodobně přínosný ho vidí deprese, alkoholismu a jiných závislostí, poranění mozku a poruchy učení. V literatuře existuje pro tyto závěry podpora ve formě mnoha kazuistických, nekontrolovaných a někdy i kontrolovaných studií. V literatuře lze nalézt práce o úspěšném využití EEG biofeedbacku u velkého spektra poruch. Často se jedná o kazuistiky či shrnutí klinické zkušenosti. Je tomu tak i proto, že EEG biofeedback se provozuje především v soukromých praxích.
5
31.3.2011
Epilepsie Sterman a Friar (1972) poprvé s úspěchem použili v léčbě epilepsie Sterman později na malém vzorku opakoval své výzkumy a později provedl větší dvojitě slepou kontrolovanou studii (Sterman a Lantz, 1988), kde prokázali antiepileptický efekt SMR tréninku V nedávné současnosti Walker a Kozlowski (2005) Sterman a Egner (20o6) přehledové články V současné době jsou k dispozici lepší a účinnější antiepileptika (než v době 1. aplikace), proto EEF BFB v léčbě epilepsie jen jako pomocná metoda
ADHD/ADD Heywood a Beale (2003 – zahrnuli-li do hodnocení i 2 ze 7 dětí, které studii nedokončily, nebyl EEG biofeedback efektivnější než placebo; pokud tyto děti byly vyloučeny, pak byl efektivnější) Leins et al. (2006 – srovnání dvou tréninkových protokolů: beta/theta versus pomalé korové potenciály oba protokoly vedly k signifikantnímu zlepšení kognitvních funkcí i chování), Beauregard a Lévesque (2006 – po tréninku v nálezu fMRI změny aktivace oblastí spojených s pozorností), novější přehledové články Holtmann a Stadler (2006), Monastra et al. (2005), Fox et al. (2005), Loo a Barkley (2005) a Butnik (2005).
Další indikace Následky poranění mozku (Ayers, 1999, Thatcher, 2000) Deprese ( Hammond, 2005) Tinnitus (Gosepath et al., 2001) Dystonie u Parkinsonovy choroby (Thompson a Thompson, 2002) Chronický únavový syndrom (Hammond, 2001b) Disociativní poruchy (Mason a Brownback, 2001) Schizofrenie (Gruzelier, 2000)
ADHD/ADD Nejčastějí a nejprobádanější indikací EEG BFB je ADHD/ADD Lubar a Shouse (1976) publikovali první práce Kontrolované studie např. Lubar et al. (1995 - děti, které během
tréninku dokázaly snížit theta aktivitu, měly lepší výkon v TOVA testu pozornosti, podle hodnocení rodičů se po EEG biofeedbacku zlepšilo chování, děti měly též lepší výsledky ve WISC-R testu rozumových schopností), Linden et al. (1996 – experimentální skupina se zlepšila v průměru o 9 bodů v IQ testu a dle hodnocení rodičů byly děti méně nepozorné), Monastra et al. (2002 – 51 ze 100 dětí dostávalo vedle komplexní léčby zahrnující i medikaci také EEG biofeedback; pouze děti po EEG biofeedbacku si udržely zlepšení pozornosti i po vysazení Ritalinu)
Další indikace úzkostné poruchy ( trénink podpory alfa aktivity), vycházelo se z předpokladu, že navození stavu, který v EEG odpovídá relaxaci, docílí úzkosti, výsledky studí nejednoznačné OCD (lze nalézt opodstatnění , protože v patofyziologii OCD jsou zahrnuty struktury, které hrají roli i v patofyziologii ADHD) chroničtí alkoholici (Peniston a Kulkovsky, přelom 80. a 90. let) poruchy autistického spektra ( Thompsonovi, 2007) referují zlepšení klinických příznaků i změnu QEEG
Indikace tzv. rozvojové EEG BFB je metoda pomáhající dosažení tzv. optimálního výkonu (peak performaces) Prohloubení interpretačních schopností posluchačů konzervatoře po alfa-theta tréninku (Egner a Gruzelier) Zlepšení výkonu sportovců (Landers et al., 1991, Vernon, 2005) Obecně bylo prokázáno zlepšení v testech kognitivních funkcí
Tourettův syndrom (Strohmayer, 2004)
6
31.3.2011
Hodnocení efektivity - metaanalýza
Shrnutí
Monastra (2005) hodnotí přínos EEG BFB dle kritérií ISNR a AAPB za pravděpodobně efektivní Bearegard a Levesque (2006) prokazují na základě fMRI studií , že EEG BFB umožňuje normalizovat funkci mozkových systémů Arns (2009) na základě metaanalýzy studií o neurofeedbacku konstatovali, že efektivita je účinná specifická (Pozn.: existuje 5 typů klasifikace efektivnosti procesu od stupně 1: empiricky nepodporovaný, 2:možná efektivní, 3:pravděpodobně efektivní, 4: efektivní až po 5: účinný a specifický)
EEG biofeedback: Metoda neinvazivní Klient nemůže být neúspěšný (a pokud ano, vina je na terapeutovi), dochází k posilování sebevědomí a facilitace procesu učení Metoda založená na operantním podmiňování, nejde jen o pouštění zpětné vazby EEG biofeedback leží na rozhraní psychoterapie a neurofyziologie
Shrnutí
Shrnutí
V praxi používáme multimodální přístupy v rámci komplexnosti terapie, není úplně důležité v jakém směru je terapeut vycvičen, nejblíže k ní má KBT V rámci komplexnosti terapie se používají metakognitivní strategie zlepšující schopnost učit se, uspořádat si poznatky a dostávat se vlastní vůlí do bdělého a soustředěného stavu (Thompson a Thompson)
V rámci terapeutické praxe se doporučuje zvládnout: Teorie neurofyziologie , základy EEG a ovládání EEG BFB přístroje Znalost teorie a praxe individuální práce s klientem Znalost teorie a praxe práce s rodinným systémem, strategie školních intervencí
Shrnutí Práce se zpětnou vazbou navozenou EEG
Individuální psychoterapeutické přístupy
Rodinné psychoterapeutické přístupy a školní intervence
7
